Солнечная система

Реферат по астрономии на тему

"Солнечная система"

 1Содержание:

 1Предисловие

 1Глава 1: Происхождение Солнечной системы 0  1(гипотеза О.Ю.Шмидта)  1Часть 1:Космогония

 1Часть 2:Туманность

 1Часть 3:Рождение Солнца

 1Часть 4:Образование планет:

 1а).Этап первый - слипание частиц.  1б).Этап второй-разогревание.

 1в).Этап третий-вулканическая деятельность.  1Часть 5:Почему именно Земля?

 1Глава 2: Зарождение жизни (гипотеза А.И.Опарина)

 1Часть 1:Начало

 1Часть 2:Сверкнула молния

 1Часть 3:Естественный отбор

 1Часть 4:Мутация

 1Часть 5:Новый уровень эволюции

 1Глава 3: Человечество и поиск

 1Часть 1:Цивилизация и её влияние на космос

 1Часть 2:Новый век - новое решение

 1Глава 4: Солнечная система:состав и особенности

 1Часть 1:Солнце:

 1а).Солнечная атмосфера

 1б).Излучения Солнца

 1в).Солнечная активность

 1г).Солнечная корона

 1д).Диаметр Солнца

 1Часть 2:Планеты земной группы

 1Часть 3:Планеты-гиганты

 1Часть 4:Плутон

  2Предисловие. 0 Современная наука располагает богатым материалом о физи-

 ко-химической основе жизни,о путях,которые могли несколько миллиардов

 лет привести к возникновению примитивных организмов.

 2Глава 1:Происхождение Солнечной системы 0  2(гипотеза О.Ю.Шмидта)

Вселенная настолько грандиозна,что в ней почетно играть даже скромную роль

Х а р л о у Ш е п л и

  1Часть 1:Космогония

.Космогония - наука,изучающая происхождение и развитие небесных

 тел,например планет и их спутников,Солнца,звёзд,галактик.Астрономы

 наблюдают космические тела на различной стадии развития,образовавшие-

 ся недавно и в далёком прошлом,быстро "стареющие" или почти "застыв-

 шие" в своём развитии.Сопоставляя многочисленные данные наблюдений с

 физическими процессами,которые могут происходить при различных усло-

 виях в космическом пространстве,учёные пытаются объяснить,как возни-

 кают небесные тела.Единой,завершённой теории образования звёзд,планет

 или галактик пока не существует.Проблемы,с которыми столкнулись учё-

 ные,подчас трудно разрешимы.Решение вопроса о происхождении Земли и

 Солнечной системы в целом значительно затрудняется тем,что других по-

 добных систем мы пока не наблюдаем.Нашу солнечную систему не с чем

 пока ещё сравнивать,хотя системы,подобные ей,должны быть достаточно

распространены и их возникновение должно быть не случайным,а законо-

мерным явлением

.В настоящее время при проверке той или иной гипотезы о происхожде-

нии Солнечной системы в значительной мере основывается на данных о химическом составе и возрасте пород Земли и других тел Солнечной сис­темы.Наиболее точный метод определения возраста пород состоит в подс­чёте отношения количества радиоактивного урана к количеству свин­ца,находящегося в данной породе.Скорость этого процесса известна точ­но,и её нельзя изменить никакими способами.Самые древние горные поро­ды имеют возраст несколько миллиардов лет.Земля в целом,очевидно,воз­никла несколько раньше,чем земная кора.

.В середине XVIII века немецкий философ И.Кант предложил свою тео-

рию образования Солнечной системы,основанную на законе всемирного тя­готения.Она предполагала возникновение Солнечной системы из облака холодных пылинок,находящихся в беспорядочном хаотическом движении.В 1796 году французский учёный П.Лаплас подробно описал гипотезу обра­зования Солнца и планет из уже вращающейся газовой туманности.Лаплас учёл основные характерные черты Солнечной системы,которые должна была объяснить любая гипотеза о её происхождении.В данный период наиболее разработанной является гипотеза О.Ю.Шмидта,разработанная в середине века (см.части 2-4).

 1Часть 2:Туманность

.Давайте перенесемся в далекое прошлое,примерно на 7 миллиардов лет

назад.Современная наука,как говорят ученые,с достаточной степенью ве­роятности позволяет нам представить происходившие тогда события.Одним словом мы "висим" в космосе и наблюдаем за жизнью одной из газо­во-пылевых,водородно-гелиевых(с примесью тяжелых элементов) туманнос­тей.Той,которая в будущем даст начало нашей Солнечной системе,Солн­цу,Земле и нам с вами.Туманность темна и непрозрачна,как дым.Зловещей невидимкой менленно ползет она на фоне чёрной бездны,и о ее рва­ных, размытых очертаниях можно только догадываться по тому,как посте­пенно тускнеют и гаснут за ней далекие звезды.Через некоторое время мы обнаруживаем,что туманность медленно поворачивается вокруг своего центра ,еле заметно вращается.Мы замечаем так же,что она постепенно сьеживается, сжимается, очевидно уплотняясь при этом.Действует тяго­тение,собирая к центру частицы туманности.Вращение туманности при этом ускоряется.Если вы хотите понять механику этого явления,вспомни­те простой земной пример - вращающегося на льду спортсмена-фигурис­та.Не делая никакого добавочного толчка,он ускоряет свое вращение лишь тем,что руки,до этого распахнутые в стороны,прижимает к телу.Ра­ботает "Закон сохранения количества движения".Идет время.Туманность вращается все быстрее.А от этого возникает и увиличивается центробеж­ная сила, способная бороться с тяготением.Центробежная сила нам хоро­шо знакома.Она,например,"работает" в любом автобусе,когда на крутом завороте валит стоящих пассажиров.Борьба двух сил,тяготения и центро­бежной,начинается в туманности при ускорении её вращения.Тяготение сжимает туманность,а центробежная сила стремится раздуть её, разор­вать.Но тяготение тянет частицы к центру со всех сторон одинаково.А центробежная сила отсутствует на "полюсах" туманности и сильнее всего проявляется на её "экваторе".Поэтому именно на "экваторе" она оказы­вается сильнее тяготения и раздувает туманность в стороны.Туман­ность,продолжая вращатся все быстрее,сплющивается,из шара превращает­ся в плоскую "лепешку",похожую на спортивный диск.Наступает мо­мент,когда на наружних краях "диска" центробежная сила уравновешива­ет,а потом и пересиливает тяготение.Клочья туманности здесь начинают отделяться.Центральная часть её продолжает сжиматься,все ускоряя свое вращение, и от внешнего края продолжают отходить все новые и новые клочья,отдельные газо-пылевые облака.

 1Часть 3:Рождение Солнца

.И вот туманность приобрела совсем другой вид. В середине величаво

вращается огромное темное, чуть сплющенное облако.а вокруг него на разных расстояниях плывут по круговым орбитам, расположенным примерно в одной плоскости,оторвавшиеся от него небольшие "облака-спутни-

ки".Последим за центральным облаком.Оно продолжает уплотняться.Но те­перь с силой тяготения начинает бороться новая сила - сила газового давления.Ведь в середине облака накапливается все больше частиц ве­щества.Там возникает "страшная теснота" и "невероятная толчея" час­тиц. Они мечутся,все сильнее ударяя друг друга.На языке физиков - в центре повышаются температура и давление. Сначала там становится теп­ло,потом жарко.Снаружи мы этого не замечаем: облако огромно и непроз­рачно.Тепло наружу не выходит.Но вот что-то внутри произошло ! Облако перестало сжиматься.Могучая сила возросшего от нагрева газового дав­ления остановила работу тяготения.Резко пахнуло нестерпимым жаром,как из жерла внезапно открывшейся печи!В глубине черной тучи стали слабо просвечивать рвущиеся наружу клубы тусклого красного пламени.Они всё ближе и ярче.Шар величаво кипит,перемешивая вырвавшийся огонь ядра с черным туманом своих окраин.Испепеляющий жар заставляет нас отпрянуть еще дальне назад.Однако, вырвавшись наружу,горячий газ ослабил проти­водействие тяготению.Облако снова стало сжиматься.Температура в его центре опять начала расти.Она дошла уже до сотен тясяч градусов! В этих условиях вещество не может быть даже газообразным.Атомы развали­ваются на свои части.Вещество переходит в состояние плазмы.Но и плаз­ма - бешенная толчея атомных ядер и электронов - не может выносить нагрев до бесконечности.Когда её температура поднимется выше десяти миллионов градусов, она как бы "воспламеняется".Удары частиц друг о друга становятся так сильны,что ядра атомов водорода уже не отскаки­вают друг от друга,как мячики,а врезаются,вдавливаются друг в друга и сливаются друг с другом.Начинается "ядерная реакция".Из каждых четы­рех ядер атомов водорода образуется одно ядро гелия.При этом выделя­ется огромная энергия.Такое вот "ядерное горение" водорода началось и в наше раскаленном шаре.Этот "пожар" теперь уже не остановить."Плаз­ма" разбушевалась.Газовое давление в центре заработало с удесятерен­ной силой.Плазма рвется наружу, как пар из котла.С чудовищной силой она давит изнутри на внешние слои шара и приостанавливает их падение к центру.

.Установилось равновесие.Плазме не удается разорвать шар,разбросать

его обрывки в стороны.А тяготению не удается сломить давление плазмы и подолжить сжимание шара.Ослепительно светящийся бело-желтым светом шар перешел в устойчивую стадию.Он стал звездой.Стал нашим Солн­цем!Теперь оно будет миллиардами лет,не меняя размера,не охлаждаясь и не прегреваясь,светить одинаково ярким бело-желтым светом.Пока внутри не выгорит весь водород.А когда он весь превратится в гелий,исчезнет "подпорка" внутри Солнца,оно сожмется.От этого температура в его нед­рах снова повысится.Теперь уже до сотен миллионов градусов.Но тогда "воспламенться" гелий,превращаясь в более тяжелые элементы.И сжатие снова прекратится.

.Есть в запасе у звезд еще несколько ядерных реакций,требующих для

своего начала все более высоких давлений и температур.В них "варятся" ядра все более сложных и тяжелых элементов.В конце концов, все воз­можные ракции будут исчерпаны.Звезда сожмется,станет крохотным "белым карликом".Потом постепенно остынет,потускнеет.Наконец,погаснет сов­сем.Молчаливой невидимкой будет плыть в космосе "чёрный карлик" - хо­лодная "головешка", оставшаяся от некогда бушевавшего мощного кост­ра.Как видим из исходного материала - водорода - в недрах звезд, в ядерных реакциях синтеза "варятся" ядра атомов всех элементов.И пожа­луй,можно сказать,что именно там,в недрах звезд,закладывается начало жизни.Ведь именно там возникают ядра "атома жизни" углерода.А за ним и ядра атомов всех других необходимых для жизни элементов таблицы Менделеева.Не обязательно это ценное "варево" оказывается потом похо­роненным в остывших "чёрных карликах".Во многих звездах,образовавших­ся из более крупных сгустков туманностей,ядерное горение проходит слишком бурно.Газовое давление оказывается намного сильнее тяготе­ния.Оно раздувает звезду,рвет её в клочья,разбрасывая во все стороны. Эти грандиозные взрывы в звездном мире инозда наблюдаются с Земли и называются вспышками "сверхновых звезд".В результате взрыва звезда

рассеивается в межзвездном пространстве,обогащая его тяжелыми элемен­тами.Это основной источник той таинственной, жизненно важной приме­си,о которой мы говорили раньше.Теперь о выделении этой примеси.

 1Часть 4:Образование планет

.Вернемся к спутникам нашего Солнца,к тем обрывкам туманности,кото-

рые оторвались от центрального сгустка под действием центробежной си­лы и начали кружиться вокруг него.Именно здесь создаются условия,спо­собствующие разделению легких и тяжелых частиц туманности. Происходит нечто похожее на наш древний способ добычи золота промывкой из золо­тоносного песка или на провеивание зерна в молотилках.Струя воды или воздуха уносит легкие частицы,оставляя тяжелые.Облака-спутники нахо­дятся на очень разных расстояниях от Солнца.Далекие оно почти не гре­ет.Зато в близких - его жар испаряет все способное испариться.А его ослепительный ярчайший свет,работая как своеобразный "ветер",выдувает из них все испарившееся,вообще все легкое,оставляя лишь то,что потя­желее, что "не сдвинешь с места".Поэтому здесь почти не остается лег­ких газов - водорода и гелия,основной составляющей газо-пылевой ту­манности.Мало остается и других "летучих" веществ.Все это уносится горячим "ветром" вдаль.В результате через некоторое время химический состав облаков-спутников становится совершенно разным.В далеких - он почти не изменился.А втех,что кружатся вблизи источающего жар и свет Солнца,остался лишь "прокаленный" и "обдутый" материал - выделенная "драгоценная жизненно важная примесь" тяжелых элементов.Материал для создания обитаемой планеты готов.Начинается процесс превращения "ма­териала" в "изделие",частиц туманности - в планеты.

 1а).Этап первый - слипание частиц. 0В далеких облаках-спутниках много­численные молекулы легких газов и редкие легкие пылинки понемногу со­биаются в огромныерыхлые шары малой плотности.В дальнейшем это плане-

еты группы Юпитера.В облаках-спутниках,близких к Солнцу,тяжелые пы­линки слипаются в плотные каменистые комки.Они объединяются в огром­ные массивные скалистые глыбы,чудовищными серыми угловатыми громадами плывущие по орбитам вокруг своей звезды.Двигаясь по разным,иногда пе­ресекающимся орбитам,эти "астероиды", размером в десятки километров каждый,сталкиваются.Если на небольшой относительной скорости,то как бы "бдавливаются" один в другой,"нагромождаются", "налипают" один на другой.Обьединяются в более крупные.Если на большой скорости,то мнут, крошат друг друга,порождая новую "мелочь",бесчисленные обломки,оскол­ки,которые вновь проходят долгий путь объединения.Сотни миллионов лет идет этот процесс слияния мелких частич в крупные небесные тела.По мере увиличения своих размеров они становятся все более шарообразны­ми.Растет масса - возрастает сила тяжести на их поверхности.Верхние слои давят на внутренние.Выступающие части оказываются грузом более тяжелым и постепенно погружаются в толщу нижележащих масс,раздвигая их под собой.Те,отходя в стороны,заполняют собой впадины.Грубый "ком" постепенно сглаживается.В результате вблизи Солнца образуются нес­колько сравнительно небольших по размеру, но очень плотных, сотсоящих из очнь тяжелого материала,планет земной группы.Среди них - Земля.Все они резко отличаются от планет группы Юпитера богатством химического состава,обилием тяжелых элементов,большим удельным весом.Теперь пос­мотрим на Землю.На звездном фоне,освещенный с одной стороны яркими солнечными лучами,плывет перед нами огромный каменный шарище.Он ещё не гладкий не ровный.Ещё торчат кое-где выступы слепивших его глыб.Еще "читаются" не полностью заплывшие "швы" между ними.Пока это еще "грубая работа".Но вот что интересно.Уже есть атмосфера.Чуть мут­новатая,очевидно,от пыли,но без облаков.Это выдавленные из недр пла­неты водород и гелий,которые в свое время прилипли к каменистым час­тицам и каким-то чудом уцелели,не были "сдуты" солнечными лучами.Пер­вичная атмосфера Земли.Долго она не продержится."Не мытьем,так ка­таньем" Солнце уничтожит её.Легкие подвижные молекулы водорода и ге­лия под действием нагрева солнечными лучами будут постепенно улетучи­ваться в космос.Этот процесс называется "диссипацией"

 1б).Этап второй-разогревание. 0Внутри планеты,в смеси с другими оказы­ваются зажатыми,"запертыми" радиоактивные вещества.Они отличаются тем,что непрерывно выделяют тепло,чуть заметно нагреваются.Но в толще планеты этому теплу некуда выйти,нет вентиляции,нет омывающей вла­ги.Над ними - мощная "шуба" из вышележащих слоев.Тепло накапливает­ся.От этого радиоактивного разогрева начиается размягчение всей толщи планеты.В размягченном виде вещества,в свое время хаотично,безсистем-

но слепившие её, начинают теперь распределятся по весу.Тяжелые посте­пенно опускаются,тонут к центру.Легкие выдавливаются ими,поднимаются выше,всплывают все ближе к повершности.Постепенно планета приобретает строение,подобное теперешней нашей Земле,- в центре,сжатой чужовищным весом навалившихся сверху слоев,тяжелое ядро.Оно окружено "мантией" ­толстым слоем вещества полегче весом.И наконец,снаружи совсем тон­кая,толщиной всего в несколько десятков километров,"кора",состоящая из наиболее легких горных пород.Радиоактивные вещества в основном со­держатся в легких породах.Поэтому теперь они скопились в "коре", гре­ют её.Основное тепло с поверхности планеты уходит в космос,- от пла­неты "чуть повеято теплом".А на глубине десятков километров тепло сохраняется,разоргевая горные породы.

 1в).Этап третий-вулканическая деятельность. 0 В некоторых местах недра планеты накаляются докрасна.Потом даже больше.Камни плавятся,превра­щаются в раскаленную,светящуюся оранжево-белым светом огненную кашу ­"магму".В толще коры ей тесно.В ней полно сжатых газов,которые готовы были бы взорвать,разбросать всю эту магму во все стороны огненными брызгами.Но сил для этого не хватает.Слишком крепка и тяжела окружаю-

щая и придавившая сверху кора планеты.И огненная магма,пытаясь хоть как-нибудь вырваться наверх,на свободу,нащупывает между сжимающими её глыбами слабые места, протискивается в щели,подплавляя их стенки сво­им жаром.И понемногу с годами,столетиями набирая силу,поднимаетс из глубин кповерхности планеты.И вот победа! "Канал" пробит! Сотрясая скалы,с грохотом вырывается из недр столб огня.Клубы дыма и пара вздымаются к небу.Летят вверх камни и пепел.Огненная магма,которая называется теперь "лава",выливается на поверхности планеты,растекает­ся в стороны.Происходит извержение вулкана.Таких "пробитых изнутри дырок" на планете много.Они помогают молодой планете "бороться с пе­регревом".Через них она освобождается от накопившейся огненной маг­мы,"выдыхает"распирающие её горячие газы - в основном углекислый газ и водяной пар,а с ними - разные примеси,такие,как метан,аммиак.Посте­пенно в атмосфере пости исчезли водород и гелий,и она стала состоять в основном из вулканических газов.Кислорода в ней пока нет и в поми­не.Для жизни эта атмосфера совершенно непригодна.Очень важно,что вул­каны выбрасывают на поверхность большое количество водяного пара.Он собирается в облака.Из них на поверхность планеты льются дожди.Вода стекает в низины,накапливается.И понемногу на планете образуются озе­ра,моря,океаны,в которых может развиться жизнь.

.Здесь надо оговориться.Из нескольких гепотез происхождения жизни

наиболее распространенную,кажущуюся нам наиболее обоснованной,гипоте­зу самопроизвольного зарождения жизни предложил академик А.И.Опаркин (см. главу 2)

 1Часть 5:Почему именно Земля?

.А пока - о Земле,идеально подготовленной к тому,стобы стать нашей

колыбелью.Нам повезло.На земле совпало несколько благоприятных для жизни обстоятельств.Далеко не каждая звезда становится Солнцем,окру­женным планетами.Стоило туманности медленнее вращатся,не возникла бы центробежная сила,не оторвались бы клочки от центрального сгустка,не возникли бы планеты.И плыла бы такая одинокая "бездетная" звезда в чёрной бездне,бесплодно расточая своё тепло и свет...Далеко не всякая звезда,породившая планеты,способна создать на них условия,пригодные для зарождения жизни.Для зарождения и развития жизни нужно очень мно­го времени,миллиарды лет.Всё это время звезда должно гореть ров­но,спокойно,одинаково.Тогда условия на планете будут постоянными - и жизнь сможет к ним приспособиться.А ведь звезды далеко не такие не

все такие спокойные,как наше Солнце.Молодые звезды иногда вспыхива­ют.Волна испепеляющего жара обрушивается на окружающие планеты,сжи­гая,испаряя все,что способно гореть и кипеть.Жизнь на планете после такого огненного урагана,безусловно,погибнет, и на пустом голом шаре надо будет начинать все сначала.Для развития жизни нужна спокойная звезда.Наше Солнце - спокойная звезда.Но поставьте нашу Землю ближе к Солнцу,например,на место Меркурия или Венеры.От нестерпимой жары на Земле даже не смогут образоваться океаны.Вода сразу выкипит.Какая уж тут жизнь.Отодвинте Землю дальше от Солнца,куда-нибудь в район Юпите­ра.Тоже жизнь не возникнет.Вода - основа жизни будет там всегда за­мерзшей.Нам повезло ещё в том,что орбита Землм круговая,а ведь могла быть эллиптическая.Вот представьте себе,что Земля то приближается к Солнцу так близко, что вода с её поверхности вся испаряется, то уда­ляется так далеко,что вода,выпав из атмосферы обратно на Землю,про­мерзает насквозь.Через "комфортное" место,где температуры "в самый раз",она проносится дважды в год с такой стремительностью,что "ничего не успеть сделать".Для зарождения и развития жизни просто нет време­ни.Подобный жар-холод может быть не только от эллиптичности орби­ты.Бывают "двойные звезды".Тогда при любой орбите планета не может всегда быть на равном расстоянии от источника тепла.То одно солнце близко,то другое,то оба далеко.Нам повезло и в смысле размера нашей планеты.Будь она меньше,например,размером с Луну,не удержать ей на себе атмосферу.А значит, и воду, склонную испарятся,переходя в атмос­феру.Сколько бы вулканы не подбрасывали все новые и новые порции га­зов и воды,всё это быстро улетучится в космос.На Луне поэтому и нет ни атмосферы,ни воды,ни жизни.Неудобна для жизни и Земля,разме­ром,скажем с Юпитер.Неудобна из-за слишком сильного притяжения.Такая большая "Земля" будет держать на себе слой очень густой атмосферы,со­держащей к тому же водороди гелий,неблагоприятные для возникновения жизни.Толстый слой очень плотных облаков создаст на такой планете вечный мрак.А без живительных солнечных лучей какая может быть жизнь? Одним словом,когда мы глядим на небо,усыпанное звездами,не на­до забывать,что,во-первых,вероятно,далеко не все звезды имеют плане­ты,а во-вторых,далеко не все планеты пригодны для жизни.Но...звезд в нашей галлактике примерно 100 миллиардов,и уж наверное,в ней доста­точно планет,похожих на Землю.

 2Глава 2: Зарождение жизни (гипотеза А.И.Опаркина)

Задолго до того,как мы установим контакт с другими разумными су­ществами , обитающими где-либо

в галактике, мы должны понять не только то место,которое мы зани­маем,но и пройденный нами долгий путь.

Д ж о н Б е р н а л

 1Часть 1:Начало

.Итак, перед нами планета Земля.Она имеет океан.Представим его се-

бе.Реки,впадающие в него,сначала текут по склонам гор,по пути кроша горные породы,и все,что могут,выносят с собой в океан.Атмосфера над океаном насыщена вулканическими газами,пылью,пеплом.Волны,разлетаясь брызгами,захватывают всё это в свои глубины.В результате вода в пер­возданном океане горько-соленая,мутная.Она - настоящий "буль­он",столько здесь весго перемешано и расстворено.Здесь можно встре­тить почти все элементы таблицы Менделеева.Особенно много тех,которые необходимы для создания живых существ.Теплая вода обеспечивает моле­кулам и атомам хорошую подвижность,перемешивание,контакты между собой в самых разных сочетаниях.Но для химических реакций этого мало.Для них часто бывает нужна "внешняя" сила.Толчок извне может помочь ато­мам и иолекулам соединиться,может разбить молекулы на части.Химики для ускорения реакций часто применяют нагрев.Полобным же образом действует и природа.Для этого работают не только частички света - фо-

тоны,но и "космические лучи" - осколки атомов,выброшенные далекими звёдами,которые круглые сутки проносятся сквозь атмосферу и вонзаются в толщу океана.Их удары особенно сильны и больше годятся для разбива­ния молекул.

 1Часть 2:Сверкнула молния

.Небо заволокли черные тучи.В них и вводе накапливаются 2  0электричес-

кие разряды.Они рванулись навстречу друг другу.Ослепительная вспышка молнии озарила волны и пребрежные скалы.А в толще воды при этом резко метнулись молекулы,сшиблись друг с другом.Некоторые от ударов разва­лились. Зато другие,наоборот,соединились.Стихла гроза.Наступила ночь. Далеко от берега на дне океана пробудился дремавший вулкан.Горячие газы,вырвавшись из его жерла,растворились в воде,насытив её новыми порциями углекислоты,метана,аммиака,сернистого газа.Из недр планеты пошла в чёрную пучину огненная лава.Вспыхнула красным заревом,закипе-

ла вода.Тучи ослепительно сверкающих пузырей устремились вверх.Забур­лили,засветились изнутри в мраке ночи черные волны.Густые облака пара накрыли их."Бульон" над вулканом стал горяче и гуще.Челыми кучами поплыли новые,причудливые "комки" атомов - только что возникшие круп­ные молекулы...

 1Часть 3:Естественный отбор

.Океанские волны без конца перемешивают,переставляют атомы,по-раз-

ному комбинируют их. Молекулы создаются и распадаются.Снова и снова в каждой капле океана повторяются миллиарды раз уже испробованные и не оправдавшие себя сочетания.Неужели в таких условиях возможна хоть какая-то эволюция? Возможна.Сами собой,без всякого плана или системы, создаются разные,какие получатся,варианты молекул.А потом испытывают­ся.Наверху,в небе,разыгралась гроза.И мы видим,как при вспышке мол­ний,шарахнувшись,разваливаются,рассыпаются все слабо связанные моле­кулы.А те,что выдержали эту проверку на прочность,остаются.Уже на этом этапе химической эволюции вещества работает своеобразный "естес­твенный отбор".Эволюция идёт в направлении создания всё более сложных и при этом прочных молекул,обладающих все новыми и новыми свойствами. А это приближает возможность нащупать в дальнейшем такие формы и свойства молекул,которые сделают вещество существом.В химической эво­люции вещества главную роль играют атомы углерода.это особый,незаме­нимый элемент.Его атомы обладают поистине неисчерпаемыми "потенциаль­ными возможностями".Они четырехвалентны ( т.е. очень высокая способ­ность присоединять атомы и молекулы др. химических элементов),что в атомном мире редкость.Цепляясь друг за друга,они могут образовывать молекулы в виде колец или цепочек,при этом прихватывая другие атомы или молекулы.И тогда кольца и цепочки обрастают "гроздьями",создаются грандиозные,сложнейшие молекулы в виде ветвящихся деревьев,насчитыва­ющие в своем составе многие тысячи атомов свмых различных элемен­тов.Сегодня таких молекул в природе бесчисенное множество вариан­тов.Но пока они еще не создались.В первозданном океане идут экспери­менты.Фронт работы широчайший - весь океан.Атомов - сколько угод­но.Времени - сотни миллионов лет.И вот нет-нет,где-то получается что-то интересное.Возникает совершенно случайно какая-нибудь новая комбинация атомов,обладающих прогрессивными свойствами.И значит, кро­хотный шаг к появлению жизни сделан.Делая,может быть,всего по одному такому шагу за тысячи лет,природа за миллиард лет все же дошла до возникновения жизни.Попробуем мысленно представить себе главные из этих шагов.Пропустим несколько миллионов лет и снова вернемся в пер­возданный океан.Кроме исходных крохотных и примитивных молекул,вроде метана,аммиака и углекислого газа,с которых всё началось,перед нами теперь плавает в воде множество совершенно новых,незнакомых комбина­ций атомов.Появились,например,полимеры - длинные цепочки из моле­кул.Иногда одинаковых,иногда разных.Появились катализаторы.Это моле­кулы-помощники,молекулы-посредники,облегчающие перестройку других мо­лекул.Через много миллионов лет мы видим,что простенькие полимеры стали полипептидами.Плывут длинные,сложные,ветвистые нити,состоящие из аминокислот.Их тысячи вариантов.Но самое поразительное - появился

процсс копирования молекул - репликация.Это форменная эволюция.Раньше случайно возникшая комбинация атомов,существуя в одном экземпляре,не влияла на ход химической эволюции в целом.К тому же она могла в любой момент быть разбита шальной космической частицей и "изобретение" без­возвратно терялось.Тепрерь,при тиражировании молекул,"опыт" распрост­раняется,а гибель некоторых экземпляров не представляет опаснос­ти.

 1Часть 4:Мутация

.Репликация не тормозит прогресс,как это может показаться,заполняя

океан однотипными молекулами.Дело в том,что при копировании иногда происходит сбой.Исходную молекулу или её матрицу может что-либо пов­редить.Например,блеснувшая вблизи молния.Получится "мутация",и травма начинает печататься во всех следующих копиях,дав начало новой серии молекул."Мутанты"вовсе не всегда являются браком.Случается,что среди них находят ценные находки,обладающие преимуществами перед оригинала­ми.Поэтому,говоря шутливо,внешние силы не калечат молекулы,а вносят в них небольшие изменения,как бы с целью посмотреть:что получится? Ре­зультаты этих стихийных экспериментов природы оценивает практика.Ес­тественный отбор беспощадно перечеркивает все миллионы "глупых" вари­антов,оставляя лишь единица "умных".В итоге мутации способстывуют увеличению разнообразия молекул и этим помогабт идти химической эво­люции вещества.

 1Часть 5:Новый уровень эволюции

.Проходят ещё миллионы лет.Природа "нащупала" наилучшие последова-

тельности аминокислот в цепочках полипептидов - появились белковые молекулы - будущие кирпичи живых организмов.Усложнилась и стала со­вершеннее репликация.Матрица теперь уже не механческая форма,а услов­ная,химическая "запись"порядка аминокислот в белковой молекуле.Запись в виде портативной цепочки особых молекул - нуклеотидов.Эволюция ве­щества поднимается на новый уровень.Длинные,причудливо изогнутые нити разных белковых молекул цепляются друг за друга и понемногу собирают­ся.Сначала в небольшие комочки,потом в более крупные комки,похожие на клубки или капли.У молекул,тесно соприкоснувшихся в комке,разные свойства.Иногда это приводит к возможности своеобразного их сотрудни­чества.Например,катализаторы,оказавшиеся в гуще молекул,могут спо­собствовать реакциям,полезным для комка в целом.Иначе говоря,комки белковых молекул оказываются в ряде случаев "системами",способными к какой-то внутренней деятельности.Но система системе рознь.И конеч­но,начинается долгий путь поисков наиболее удачных сочетаний молекул в них.Удачнее,например,те,в которых снаружи расположились особо проч­ные молекулы.Они служат механической защитой остальным.Удачнее те,в которых включены молекулы,способные реагировать на опасные примеси в воде.Они служат химической защитой.Но наиболее интересны те вариан­ты,в которых оказался хороший набор катализаторов.Теперь,правда,их нужно называть ферментами.В этих комках начинается более или менее активный "обмен веществ" с окружающей средой.Идет захват материа­ла,ращепление молекул,иногда даже с выделением энергии,выбрасывание отходов,восстановление поврежденных молекул.Даже репликация - синтез белковых цепочек.Обмен веществ - свойство очень прогрессивное.Такой комок оказывается очень устойчивым перед разными разрушающими внешни­ми воздействиями,независимым,прочным,долговечным.При большой сложнос­ти он становится очень живучим - то,к чему стремится химическая эво­люция.Вещество в нем,в сущности,приобрело некоторые свойства живо­го! Эволюция белковых молекул приводит к их специализации.В од­них,например,лучше идут реакции с получением энергии,другие чётко ре­агируют на изменения температуры,в третьих хорошо налажена реплика­ция.И если мы снова пропустим миллионы лет,то обнаружим в океане ещё более "гигантские" сооружения,в каждом из которых миллионы моле­кул.Разные типы комков вошли в них в виде отдельных деталей.Сейчас биологи называют эти детали органеллами.А всё сооружение в целом ­одноклеточным организмом!

.Вспомните предысторию жизни.Атомы - молекулы - полимеры - органел-

лы - одноклеточные существа.Всё идет в направлении от простого к сложному, к разнообразию структур, форм ,свойств.В живых организмах добавилось важнейшее новое - могучее стремлени к самосохранению,к долговечности.Нужны улучшенная защищенность,более хорошая вооружен­ность в борьбе за существование.Обьединяясь,клетки этого достига­ют.Борьба за существование,в частности,способствует увилечению разно­образия форм в животном мире.Иногда куда выгоднее не вступать в бой с врагом,а просто уйти в другую "экологическую нишу",переменить образ жизни так,чтобы,даже оставаясь на том же участке земли,никогда и не в чём не соприкасаться с врагом.Перестать соперничать с ним.Не иметь с ним ничего общего.Противопоставить сопернику не силу,а какое-то со­вершенно особое качество,которое даёт новые возможности к существова­нию.Пройдет ещё очень много времени и на Земле появится человек.Поя­вится,и изменит мир в котором живет.Он научится наблюдать за звёзда­ми,за планетами Солнечной системы,строить космические аппараты и за­пускать их в космос.Многие из этих аппаратов садятся на поверхности планет и возвращаются обратно.

 2Глава 3: Человечество и поиск

Человечество достигло таких успехов

в астрономии, технике, связи,кибер­нетике , которые создали реальные технические предпосылки для уста­новления связи с разумной жизнью других миров.

Академик В.А. А м б а р ц у м я н

 1Часть 1:Цивилизация и её влияние на космос

.Плоды нашей деятельности уже заметны из космоса.Это подтверждают

космонавты,различающие с орбитальных станций даже шоссейные и желез­ные дороги,мосты,корабли в море.Они видят это невооруженным глазом,а значит,с Луны то же самое можно увидеть в тысячекратный телескоп,ка­кие стоят в наших обсерваториях.Марсиане,если бы они существовали,да­же вооруженные техникой,равноценной нашей,без особого труда обнаружи­ли бы наши города,дымы промышленности,космические аппараты,испытания атомных бомб.при более пристальном наблюдении они заметили бы искуст­венные моря и орасительные каналы.Ну а работу телевизионных станций можно обнаружить и с других планетных систем.Люди в мире звёзд.Циви­лизация.Сообщество разумных существ,выросшее за миллиарды лет из ко­мочков слизи,копошашихся в мутных лужах.Разумных существ,проникших в глубины атома и в дали Вселенной,познавших строение звёзд и тайну жи­вой клетки,постигших законы своей эволюции!

 1Часть 2:Новый век - новое решение

.В каждую эпоху люди в своих мечтах решали проблему контактов с

инопланетянами,исходя из техники своего времени.Вплоть до XVIII века люди полагали,что для полёта к звёздам достаточно будет энергии мышщ,своих и домашних животных.И поэтому,даже фантазируя,единственно что они могли предложить - это всего-навсего экипаж,запряженный...в стаю птиц.Что воздух кончится сразу,как "отлетишь от дома",наши далё­кие предки не знали.Они не представляли себе и огромные расстоя­ния,отделяющие нас от Луны и планет, не говоря уже о расстояниях до звезд.Потом,измерив эти расстояния и узнав,что небесные тела разделя­ет почти пустое,безвоздушное пространство,стали мечтать хотя бы о взаимной сигнализации.

.В XIX веке,всего каких-нибудь сто лет тому назад все серьезно ве-

рили в существование марсиан.И тогда вполне серьезно ученые выдвигали предположения об оптической связи с ними.Математик Карл Гаусс предла­гал прорубить в сибирских лесах моногометровую просеку в виде треу­гольника и засеять её пшеницей.Марсиане увидят в свои телескопы на фоне тёмно-зеленых лесов аккуратненький светлый треугольник,и пой­мут,что слепая природа не могла это сделать.Значит на этой планете живутразумные существа.Многим идея Гаусса понравилась,но,чтобы пока­зать марсианам,что земляне высокообразованы, предлагали на сторонах

треугольника сделать квадраты,чтобы получился рисунок теоремы Пифаго­ра.Этот проэкт обладал заметными недостатками.Ведь Сибирь часто пок­рыта облаками и снегом,и треугольник может долго оставаться незаме­ченным марсианами.А главное,даже в хорошую погоду его можно будет ви­деть только днем.Поэтому более правильным показался проэкт венского астронома Йозефа Иоганна фон Литрова.Он предлагал в пустыне Саха­ра,где всегда безоблачно,вырыть каналы в виде правильных геометричес­ких фигур (возможно теорему Пифагора).Стороны многоугольника должны быть по крайней мере тридцать километров.А ночью поверх воды налить керосин и поджечь.Огненные полосы прочертят на ночной стороне планеты яркий чертеж.Уж марсиане не могут его не заметить.Но и этот проэкт был отвергнут как очень дорогой.Француз Шарль Кро подсказал гораздо более дешёвый способ связи.Он посоветовал своему правительству соо­рудить огромную батарею зеркал для отражения солнечных лучей в сторо­ну Марса.Зайчик,конечно,был бы ослепительно ярок.Проэкт Шарля Кро имел очень большое преимущество по сравнению с остальными.Зеркала можно шевелить, и тогда при взгляде с Марса ослепительная яркая точка на Земле подмигивала бы.И главное,мигание можно было передать марсиа­нам сообщение.Наивно!А ведь это всё было совсем недавно,при жизни на­ших предков.Тем временем создаётся целый ряд научно-фантастических произведений,посвященных перемещениям между планетами.Наиболее из­вестны из них "Из пушки на Луну" Жуль Вена и "Война миров" Герберта Уэлса.

.С развитием ракетной техники в послевоенные годы,а главное,запуск

первого искуственного спутника Земли в 1957 году дали мощный толчок старым мечтам человечества о межпланетных перелётах.Хлынула целая ла­вина самых разнообразных научно-фантастических произведений.Полетав к Венере и Марсу,герои книг стали запросто летать к звездам,бороздя уже на огромных межзвездных кораблях бескрайние просторы Галлактики,сра­жаясь с самой различной космической нечистью и злодеями.Но и тут сно­ва ,уже в который раз, строгий анализ охладил мечтателей.Современные ракеты,работающие на химическом топливе,изготавливаются из самых прочных и легких материалов,из двигателей "выжато" уже почти всё,но всё это делает пределом наших мечтаний полёт к Марсу или Венере.И всё же полёты в пределах Солнечной системы реальны.Но у нас нет надежды встретить здесь разумные существа.Есть шансы найти их в других пла­нетных системах,около других звезд.Но о полёте к звёздам на современ­ных ракетах говорить бессмысленно: полёт до ближайшей звезды (кроме Солнца) - Альфа Центавра будет длиться 80 тысяч лет при скорости 17 километров в секунду.

 2Глава 4: Солнечная система: 1  2состав и особенности

Мы рады той таинственности,

которая находится за преде­лами нашей досегаемости...

Х а р л о у Ш е п л и

.В Солнечную систему входит  1Солнце 0,9 больших планет свместе с их 34

спутниками,более 100 тысяч  1малых планет 0 (астероидов),порядка 10 в 11 степени комет, а также бесчисленное количество мелких,так называемых метеорных тел (поперечником от 100 метров до ничтожно малых пыли­нок).Центральное положение в Солнечной системе занимает Солнце.Его масса приблизительно в 750 раз превосходит массу всех остальных тел,входящих в систему.Гравитационное притяжение солнца является главной силой,определяющей движение всех обращающихся вокруг него тел Солнечной системы.Среднее расстояние от Солнца до самой далекой от него планеты -  1Плутон 0 39,5 а.е., т.е. 6 миллиардов километров,что очень мало по сравнению с расстояниями до ближайших звёзд.Только не­которые кометы удаляются от Солнца на 100 тысяч а.е. и подвергаются воздействию притяжения звезд.Двигаясь в  1Галактике  0,Солнечная система время от времени пролетает сквозь межзвездные газопылевые обла­ка.Вследствие крайней разряженности вещества этих облаков погружение Солнечной системы в облако может проявится только при небольшом пог­лощении и рассеянии солнечных лучей.Проявления этого эфекта в прошлой

истории Земли пока не установлены.Все большие планеты - 1 Меркурий,Ве­ 1нера,Земля,Марс,Юпитер,Сатурн,Уран,Нептун и Плутон - 0 обращаются вок­руг солнца в одном направлении (в направлении освого вращения самого Солнца), по почти круговым орбитам, мало наклоненым друг к другу (и к солнечному экватору).Плоскость земной орбиры - эклиптика принимается

за основную плоскость при отсчёте наклонений орбит планет и других тел,обращающихся вокруг Солнца.Расстояния от планет до Солнцы образу­ют закономерную последовательность - промежутки между соседними орби­тами возрастают с удалением от Солнца.Эти закономерности движения планет в сочетании с делением их на две группы по физическим свойс­твам указывают на то,что Солнечная система не является случайным соб­ранием космических тел,а возникла в едином процессе (см. главу 1). Благодаря почти круговой форме планетных орбит и большим промежуткам между ними исключена возможность тесных сближений между планетами,при которых они могли бы существенно изменять своё движение в результате взаимных притяжений.Это обеспечивает длительное существование планет­ной системы.Планеты вращаются так же вокруг своей оси,причём почти у всех планет,кроме Венеры и Урана,вращение происходит в том же направ­лении,что и их обращение вокруг Солнца.Черезвычайно медленное враще­ние Венеры происходит в обратном направлении,а Уран вращается как бы лежа на боку.Большинство спутников обращаются вокруг своих планет в том же направлении,в котором происходит осевое вращение планеты.Орби­ты таких спутников обычно круговые и лежат вблизи плоскости экватора планеты,образуя уменьшенное подобие планетной системы.Таковы,напри­мер,система спутников Урана и система галилеевских спутников Юпите­ра.Обратными движениями обладают спутники,расположенные далеко от планеты.Сатурн,Юпитер и Уран кроме отдельных спутников заметных раз­меров имеют множество мелких спутников,как бы сливающихся в сплошные кольца.Эти спутники движутся по орбитам,настолько близко расположен­ным к планете,что её приливная сила не позволяет им объединиться в единое тело.Подавляющее большинство орбит ныне известных малых планет располагается в промежутке между орбитами Марса и Юпитера.Все малые планеты обращаются вокруг Солнца в том же направлении,что и большие планеты,но их орбиты,как правило,вытянуты и наклонены к плоскости эк­липтики.Кометы движутся в основном по орбитам,близким к параболичес­ким.Некоторые кометы обладают вытянутыми орбитами сравнительно не­больших размеров - в десятки и сотни а.е. У этих комет ,называемых периодическими,преобладают прямые движения,т.е. движения в направле­нии обращения планет.Будучи вращающейся системой тел,Солнечная систе­ма обладает моментом количества движения (МКД).Главная часть его свя­зана с орбитальным движение планет вокруг Солнца,причём массивные Юпитер и Сатурн дают около 90%.Осевое вращение Солнца заключает в се­бе лишь 2% общего МКД всей Солнечной системы,хотя масса самого Солнца составляет более 99,8% общей массы.Такое распределение МКД между Солнцем и планетами связано с медленным вращением Солнца и огромными размерами планетной системы - её поперечник в несколько тысяч раз больше поперечника Солнца.МКД планеты приобрели в процессе своего об­разования:он перешел к ним из того вещества,из которого они образова­лись (см. главу 1).Планеты делятся на две группы,отличающиеся по мас­се,химическому составу (это проявляется в различиях их плотнос­ти),скорости вращения и количеству спутников.Четыре планеты,ближайшие

к Солнцу, 1планеты Земной группы 0,невелики,состоят из плотного каменис­того вещества и металлов. 1Планеты-гиганты 0 - Юпитер,Сатурн,Уран и Неп­тун - гораздо массивнее,состоят в основном из лёгких веществ и поэто­му,несмотря на огромное давление в их недрах,имеют малую плотность.У Юпитера и Сатурна главную долю их массы составляют водород и гелий.В

них содержится так же до 20% каменистых веществ и легких соединений кислорода,углерода и азота,способных при низких температурах концент­рироваться в льды.Недра планет и некоторых спутников находятся в рас­калённом состоянии.У планет земной группы и спутников вследствие ма-

лой теплопроводности наружних слоёв внутреннее тепло очень медленно просачивается наружу и не оказывает заметного влияния на температуру поверхности.У планет-гигантов конвекция в их недрах приводит к замет­ному потоку тепла из недр,превосходящему поток,получаемый им от Солн­ца.Венера,Земля и Марс обладают атмосферами,состоящими из газов,выде­лившихся из их недр.У планет-гигантов атмосферы представляют собой непосредственное продолжение их недр: эти планеты не имеют твердой или жидкой поверхности.При погружении внутрь атмосферные газы посте­пенно переходят в конденсированное состояние.Девятую планету - Плу­тон,по- видимому,нельзя отнести ни к одной из двух групп.По химичес­кому составу он близок к гуппе планет-гигантов,а по размерам к земной группе.Ядра комет по своему химическому составу родственны планетам­гигантам:они состоят из водяного льда и льдов различных газов с при­месью каменистых веществ.Почти все малые планеты по своему современ­ному составу относятся к каменистым планетам земной группы.Сравни­тельно недавно открытый Хирон, движущийся в основном между орбитами Сатурна и Урана,вероятно,подобен ледяным ядрам комет и небольшим спутникам далёких от Солнца планет.Обломки малых планет,образующиеся при их столкновении друг с другом,иногда выпадают на Землю в виде метеоритов.У малых планет,именно вследствиеих малых размеров,недра подогревались значительно меньше,чем у планет земной группы, и поэто­му их вещество зачастую претерпело лишь небольшие изменения со време­ни их образования.Измерения возраста метеоритов (по содержанию ради­оактивных элементов и продуктов их распада) показали,что они,а следо­вательно вся Солнечная система существует около 5 миллиардов лет.Этот возраст Солнечной системы находится в согласии с измерениями древней­ших земных и лунных образцов.

 1Часть 1:Солнце

.Солнце - центральное тело Солнечной системы - представляет собой

раскалённый плазменный шар.Солнце - ближайшая к Земле звезда.Свет от него до нас доходит за 8,3 мин.Солнце решающим образом повлияло на образование всех тел Солнечной системы (см. главу 1) и создало те ус­ловия,которые привели к возникновению и развитию жизни на Земле (см.главу 2).Его масса в 333 000 раз больше массы Земли и в 750 раз больше массы всех других планет,вместе взятых.За 5 миллиардов лет су­ществования Солнца уже около половины водорода в его центральной час­ти превратилось в гелий.В результате этого процесса выделяется то ко­личество энергии,которое Солнце излучает в мировое пространство.Мощ­

ность излучения Солнца очень велика: около 3,8 *  410 520 0 степени МВт.На Землю попадает ничтожная часть Солнечной энергии,составляющая

около половины миллиардной доли.Она поддерживает в газообразном сос­тоянии земную атмосферу,постоянно нагревает сушу и водоёмы,даёт энер­гию ветрам и водопадам,обеспечивает жизнедеятельность животных и рас­тений.Часть солнечной энергии запасена в недрах Земли в виде каменно­го угля,нефти и других полезных ископаемых.Видимый с Земли диаметр Солнца незначительно меняется из-за эллиптичности орбиты и составля­ет,в среднем, 1 392 000 км.(что в 109 раз превышает диаметр Зем­ли).Расстояние до Солнца в 107 раз превышает его диаметр.Солнце представляет собой сферически симметричное тело,находящиеся в равно­весии.Всюду на одинаковых расстояниях от центра этого шара физические условия одинаковы,но они заметно меняются по мере приближения к цент­ру.Плотность и давление быстро нарастают вглубь,где газ сильнее сжат давлением вышележащих слоёв.Следовательно,температура также растёт по мере приближения к центру.В зависимости от изменения физических усло­вий Солнце можно разделить на несколько концентрических слоёв,посте­пенно переходящих друг в друга.

.В центре Солнца температура составляет 15 миллионов градусов,а

давление превышает сотни миллиардов атмосфер.Газ сжат сдесь до плот­

ности около 150 000 кг/ 4м 53 0.Почти вся энергия Солнца генерируется в центральной области с радиусом примерно 1/3 солнечного.Через слои,ок­ружающие центральную часть,эта энергия передаётся наружу.На протяже-

нии последней трети радиуса находится конвективная зона.Причина воз-

никновения перемешивания (конвекции) в наружних слоях Солнца та же,что и в кипящем чайнике: количество энергии,поступающее от нагре­вателя,гораздо больше того,которое отводится теплопроводностью.Поэто­

му вещество вынужденно приходит в движение и начинает само переносить

тепло.Ядро и конвективная зона фактически не наблюдаемы.Об их сущест­вовании известно либо из теоретических расчётов,либо на основании косвенных данных.Над конвективной зоной располагаются непосредственно

наблюдаемые слои Солнца,называемые его 1 Атмосферой 0.Они лучше изуче­ны,т.к. об их свойствах можно судить из наблюдений.

 1а).Солнечная атмосфера 0 так же состоит из нескольких различных сло­ёв.Самый глубокий и тонкий из них 1 - фотосфера 0,непосредственно наблю­даемая в видимом непрерывном спектре.Толщина фотосферы приблизительно около 300 км.Чем глубже слои фотосферы,тем они горячее.Во внешних бо-

лее холодных слоях фотосферы на фоне непрерывного 1  0 спектра образуются  1Фраунгоферовы линии поглощения 0.Во время наибольшего спокойствия зем­ной атмосферы можно наблюдать характерную зернистую структуру фотос­феры.Чередование маленьких светлых пятнышек - гранул - размером около 1000 км.,окруженных тёмными промежутками,создаёт впечатление ячеистой структуры - 1 грануляции 0.Возникновение грануляции связано с происходя­щей под фотосферой конвекцией.Отдельные гранулы на несколько сотен градусов горячее окружающего их газа,и в течение нескольких минут их распределение по диску Солнца меняется.Спектральные измерения свидей­тельствуют о движении газа в гранулах,похожих на конвективные:в гра­нулах газ поднимается,а между ними - опускается.Это движение газов порождают в солнечной атмосфере акустические волны,подобные звуковым волнам в воздухе.Распространяясь в верхние слои атмосферы ,волны,воз­никшие в конвективной зоне и в фотосфере,передают им часть механичес-

кой энергии конвективных движений и производят нагревание газов пос-

ледущих слоёв атмосферы - 1 хромосферы  0и 1 короны 0.В результате верхние слои атмосферы с температурой около 4500К оказываются самыми "холод-

ными" на Солнце.Как вглубь,так и вверх от них температура газов быст-

ро растёт.Расположенный над фотосферой слой называют 1 хромосферой 0,во время полыых солнечных затмнений в те минуты,когда Луна полностью закрывает фотосферу,виден как розовое кольцо,окружающее тёмный диск.На краю хромосферы наблюдаются выступающие язычки пламени - хро­мосферные 1 спикулы 0 ,представляющие собой вытянутые столбики из уплот­нённого газа.Тогда же можно наблюдать и спектр хромосферы,так называ­емый 1 спектр вспышки 0.Он состоит из ярких эмиссионых линий водорода,ге­лия,ионизированного кальция и других элементов,которые внезапно вспы­хивают во время полной фазы затемнения.Выделяя излучение Солнца в этих линиях,можно получить его изображение.Хромосфера отличается от фотосферы значительно более неправильной неоднородной структурой.За­метно два типа неоднородностей - яркие и тёмные.По своим размерам они привышают фотосферные гранулы.В целом распределение неоднородностей

образует так называемую 1 хромосферную 0  1сетку 0,особенно хорошо заметную в линии ионизированного кальция.Как и грануляция,она является следстви-

ем движения газов в подфотосферной конвективной зоне,только происхо­дящих в более крупных масштабах.Температура в хромосфере быстро рас­тёт,достигая в верхних её слоях десятков тысяч градусов.Самая верхняя и самая разряжённая часть солнечной атмосферы - корона,прослеживающа­яся от солнечного лимба до расстояний в десятки солнечных радиусов и имеющая температуру около миллиона градусов.Корону можно видеть толь­

ко во время полного солнечного затмнения либо с помощью 1 коронографа 0. .Вся солнечная атмосфера постоянно колеблется.В ней распространяют-

ся как вертикальные,так и горизонтальные волны с длинами в несколько тысяч километров.Колебания носят резонансный характер и поисходят с периодом около 5 мин.В возникновении явлений происходящих на Солнце большую роль играют магнитные поля.Вещество на Солнце всюду представ­ляет собой намагниченную плазму.Иногда в отдельных областях напряжен-

ность магнитного поля быстро и сильно возрастает.Этот процесс сопро­вождается возникновенем целого комплекса явлений 1 солнечной активности

в различных слоях солнечной атмосферы.К ним относятся 1 факелы  0и  1 пятна

в фотосфере, 1флоккулы  0в хромосфере, 1протуберанцы 0 в короне. 1  0Наиболее за­мечательным явлением,охватывающим все слои солнечной атмосферы 1  0и за 1­зарождающимся в хромосфере,являются 1 солнечные вспышки 0 (см. Солнечная активность).

 1б).Излучения Солнца 0.Радиоизлучение Солнца имеет две составляющие ­постоянную и переменную.во ремя сильных солнечных вспышек радиоизлу-

чение Солнца возрастает в тысячи и даже миллионы раз по сравнению с радиоизлучение спокойного Солнца.Ренгеновские лучи исходят в основном от верхних слоёв атмосферы и короны.Особенно сильным излучение бывает в годы максимума солнечной активности.Солнце излучает не только свет,тепло и все другие виды электромагнитного излучения.Оно также является источником постоянного потока частиц - корпускул.Нейтри­но,электроны,протоны,алфа-частицы,а так же более тяжелые атомные ядра

составляют 1 корпускулярное излучение Солнца 0.Значительная часть этого излучения представляет собой более или менее непрерывное истечение плазмы - 1 солнечный ветер 0, являющийся продолжением внешних слоёв Сол­нечной атмосферы - 1 солнечной короны 0.На фоне этого постоянно дующего плазменного ветра отдельные области на Солнце являются источниками более направленных,усиленных,так называемых 1 корпускулярных пото­ 1ков 0.Скорее всего они связаны с особыми областями Солнечной короны ­ 1коронными дырами 0,а также,возможно,с долгоживущими активными областями на Солнце (см. Солнечная активность).Наконец,с солнечными вспышками связаны наиболее мощные кратковременные потоки частиц,главным образом электронов и протонов.В результате наиболее мощных вспышек частицы могут приобретать скорости,составляющие заметную долю скорости све­та.Частица с такими большими энергиями называются солнечными 1 косми­ 1ческими лучами 0.Солнечное корпускулярное излучение оказывает сильное влияние на Землю,и прежде всего на верхние слои её атмосферы и маг­нитное поле,вызывая множество интерестых геофизических явлений.

 1в).Солнечная активность 0 - совокупность явлений, переодически возни­кающих в солнечной атмосфере.Проявления солнечной активности тесно связаны с магнитными свойствами солнечной плазмы.Возникновение актив-

ной области начинается с постепенного увиличения магнитного потока в некоторой области фотосферы.В соответствующих местах хромосферы после этого наблюдается увиличение яркости в линиях водорода и кальция.Та­

кие области называют 1 флоккулами 0.Примерно в тех же участках на Солнце в фотосфере (т.е. несколько глубже) при этом также наблюдается увили­чение яркости в белом (видимом) свете - 1 факелы 0.Увиличение энергии,вы­деляющейся в области факела и флоккула,является следствием увиличив­шихся до нескольких десятков экстред напряженности магнитного по­ля.Затем в солнечной активности наблюдаются 1 солнечные пятна 0,возникаю­щие через 1-2 дня после появления флоккула в виде маленьких чёрных точек - пор.Многие из них вскоре исчезают,и лишь отдельные поры за

2-3 дня превращаются в крупные тёмные образования.Типичное солнечное пятно имеет размеры в несколько десятков тясяч километров и состоит

из тёмной центральной части - 1 тени  0и волокнистой  1полутени 0.Важнейшая особенность пятен - наличие в них сильных магнитных полей,достигающих

в области тени наибольшей напряжённости в несколько тысяч экстред.В целом пятно представляет собой выходящую в фотосферу трубку силовых линий магнитного поля,целиком заполняющих одну или несколько ячеек  1хромосферной сетки 0 (см.Солнечная атмосфера).Верхняя часть трубки рас­ширяется,и силовые линии в ней расходятся,как колосья в снопе.Поэтому вокруг тени магнитные силовые линии принимают направление,близкое к горизонтальному.Полное,сумарное давление в пятне включает в себя дав­ление магнитного поля и уравновешивается лавлением окружающей фотос­феры,поэтому газовое давление в пятне оказывается меньшим,чем в фо­тосфере Магнитное поле как бы расширяет пятно изнутри.Кроме того,маг-

нитное поле подавляет конвективные движения газа,переносящие энергию из глубины вверх.Вследствие этого в области пятна температура оказы­вается меньше примерно на 1000К.Пятно как бы охлаждённая и скованная магнитным полем яма в солнечной фотосфере.Большей частью пятна возни­кают целыми группами,в которых,однако,выделяются два больших пят­на.Одно,нибольшее, - на западе,а другое,чуть поменьше,- на восто­ке.Вокруг и между ними часто бывает множество мелких пятен.Такая группа пятен называется биополярной,потому что у обоих больших пятен всегда противоположная полярность магнитного поля.Они как бы связаны с одной и той же трубкой силовых линий магнитного поля,которая в виде гиганской петли вынырнула из-под фотосферы,оставив концы где-то в не­наблюдаемых,глубоких слоях.То пятно,которое соответствует выходу маг­нитного поля из фотосферы,имеет северную полярность,а то,в области которого силовые линии входят обратно под фотосферу, - южную.

.Самое мощное проявление фотосферы - это 1 вспышки 0.Они происходят в

сравнительно небольших областях хромосферы и короны,расположенных над группами солнечных пятен.По своей сути вспышка - это взрыв,вызванный внезапным сжатием солнечной плазмы. Сжатие происходит под давлением магнитного поля и приводит к образованию длинного плазменного жгута

или ленты.Длина такого образования составляет десятки и даже сотни тысяч километров.Продолжается вспышка обычно около часа.Хотя детально физические процессы,приводящие к возникновению вспышек,ещё не изуче­ны,ясно,что они имеют электромагнитную природу.

.Наиболее грандиозными образованиями в солнечной атмосфере являются

 1протуберанцы 0 - сравнительно плотные облака газов,возникающие в сол­нечной короне или выбрасываемые в неё из хромосферы.Типичный протубе­ранец имеет вид гиганской светящейся арки,опирающейся на хромосферу и образованной струями и потоками более плотного и холодного,чем окру­жающая корона, вещества.Иногда это вещество удерживается прогнувшимся

под его тяжестью силовыми линиями магнитного поля,а иногда медленно стекает вдоль магнитных силовых линий.Имеется множество различных ти­пов протуберанцев.Некоторые из них связаны со взрывоподобными выбро­сами вещества из хромосферы в корону.

.Общая активность Солнца, характеризуемая количеством и силой про-

явления центров солнечной активности,периодически изменяется.Сущест­вует множество различных удобных способов оценивать уровень солнечной активности.Обычно пользуются наиболее простым и введённым раньше всех

способом - 1 числами Вольфа 0.Числа Вольфа пропорциональны сумме полного числа пятен,наблюдаемых в данный момент на Солнце,и удесятерённого числа групп,которые они образуют.Период времени,когда количество центров активности наибольшее называют 1 максимумом солнечной активнос­

 1ти 0,а когда их совсем нет или почти совсем нет - 1 минимумом 0.Максимумы и минимумы чередуются в среднем с периодом 11 лет.Это составляет так называемый 11 5-и 0 летний цикл солнечной активности.

 1г).Солнечная корона 0 - самые внешние,очень разряженные слои атмосфе-

ры Солнца.Во время полной фазы солнечного затмнения вокруг диска Лу­ны,который закрывает от наблюдателя яркую фотосферу,внезапно как бы вспыхивает жемчуженое сияние.Это на несколько десятков секунд стано­вится видимой солнечная корона.Важной особенностью короны является её лучистая структура.Лучи бывают разной длины,вплоть до десятка и более солнечных радиусов.Общая форма короны меняется с фазами цикла солнеч­ной активности:в годы максимума корона почти сферична,в годы минимума она сильно вытянута вдоль экватора.Корона представляет собой сильно разряжённую высокоионизированную плазму с температурой 1-2 миллиона градусов.Причина столь большого нагрева солнечной короны связана с волновыми движениями,возникающими в конвективной зоне Солнца.Цвет ко­роны почти совпадает со светом излучения всего Солнца.Это связано с тем,что свободные электроны,находящиеся в короне,и возникающие в ре­зультате сильной ионизации газов,рассеивают излучение,приходящее от фотосферы.Из-за огромной температуры частичы движутся так быстро,что при столкновениях от атомов отлетают электроны,которые начинают дви-

гатся как свободные частицы.В результате этого лёгкие элементы пол­ностью теряют все свои электроны,так что в короне практически нет атомов водорода или гелия,а есть только протоны и альфа-частицы.Тяже­лые элементы теряют до 10-15 внешних электронов.По этой причине в солнечной короне наблюдаются необычные спектральные линии,которые долгое время не удавалось отождествить с известными химическими эле­ментами.Горячая плазма сильно излучает и поглощает радиоволны.Поэтому наблюдаемое солнечное радиоизлучение на метровых и децеметровых вол­нах возникает в солнечной короне.Иногда в солнечной короне наблюдают­

ся области пониженного свечения.Их называют 1 корональными дырами 0.Осо­бенно хорошо эти дыры заметны по снимкам в ренгеновских лучах.

 1д).Диаметр Солнца. 0Точные измерения показывают,что диаметр Солнца не постоянная величина.Около пятнадцати лет назад астрономы обнаружи­ли,что Солнце худеет и полнеет на несколько километров каждые 2 часа